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赭曲霉毒素A(Ochratoxin A,OTA)是一种广泛分布于人类和动物的食物中的真菌毒素。研究表明OTA具有较强的肝毒性和肾毒性,并有致畸、致突变和致癌作用。OTA与人类健康的关系越来越受到全球重视,通过进食,OTA进入人和动物的血液,并在许多器官积聚,比如肾脏(巴尔干地方性肾病)的选择性毒性作用。近些年的研究发现它的细胞毒性作用能引起神经病变,肠炎,肝功能损害等。但是,OTA对中枢神经系统损伤机制认识并不充分,而现有资料表明其确实又具有潜在的毒性作用。
帕金森氏病(Parkinsons disease,PD)是一种中老年人较常见的神经退行性疾病,其主要病理特点是选择性的黑质多巴胺能神经元退行性变、脑内多巴胺含量减少及胞体内出现Lewy小体等。临床表现为静止性震颤、运动迟缓和肌张力增高等运动障碍症状。多巴胺(Dopamine,DA)是中枢神经系统内与运动密切相关的一种神经递质,DA的增多或者减少可能导致运动的增强或减弱。酪氨酸羟化酶(tyrosinehydroxylase,TH)是多巴胺合成的限速酶,存在于儿茶酚胺类神经元胞体及神经末梢内,是反映尾壳核多巴胺能神经末梢数量多少的重要标志物之一。多巴胺转运体(Dopaminetransporter,DAT)则是位于多巴胺能神经元突触前膜的一种膜蛋白,在中枢神经系统中,它只存在于DA能神经元。DAT可以特异性再摄取突触间隙的多巴胺入突触前末梢,以备再次利用,达到调节突触间隙DA的浓度以及终止细胞间信息传递的作用,是检测脑内多巴胺能神经体系功能障碍的重要指标之一。
大量研究证实,PD的发病与遗传因素和外界环境毒素的接触皆有很大的关系;特别是后者在PD发病过程中起着十分重要的作用。流行病学调查显示,长期接触某些杀虫剂和(或)除草剂等农药的人群PD发病率明显高于其他人。近几年美国科学家发现,在第一次海湾战争之后,在参加“沙漠风暴”的退伍军人中,肌肉萎缩侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)的发病率过多,已证明这是因为有潜在的迟发性低剂量霉菌毒素延迟毒性的影响。众所周知,黑质纹状体多巴胺系统特别容易受到损害。已知当鱼藤酮慢性长期低剂量给药时,会使线粒体中毒。考虑到OTA与鱼藤酮一样,都是广泛分布于自然界中,且毒性更强,那么它带给人类的健康危害会更大。因此,本研究采用免疫细胞化学和流式细胞技术观察、分析OTA对脑内酪氨酸羟化酶(TH),多巴胺转运体(DAT)的含量变化,为OTA参与PD等神经系统疾病的病理生理提供一定的形态学依据。
目的:本研究应用C57BL/6小鼠为研究对象,利用免疫组织化学技术及流式细胞术检测方法,观察OTA处理小鼠脑内尾壳核(caudae putamen,CPu)、黑质(substantia nigra,SN)和蓝斑(locus coeruleus LC)的DAT和TH的表达变化,探讨OTA处理对小鼠脑内DAT和TH表达的影响,特别是DAT蛋白的改变,藉以推测两者之间的相互关系,以期为OTA对PD的发病机制提供部分实验依据。
方法:选用健康雄性C57BL/6小鼠,随机分为对照组和实验组。对照组正常饲养,实验组除正常饲养外,给予3.5mg/kg OTA腹腔注射1次,观察三天;利用免疫组织化学和流式细胞术方法,检测OTA处理小鼠相关脑区DAT和TH的表达改变。
结果:
1.免疫组织化学的实验结果:
①正常小鼠TH免疫反应阳性神经元主要分布在中脑黑质,呈倒“八”字状。②OTA对小鼠具有明显毒性作用,对脑内DA能神经元有不同程度的损伤,表现为黑质和蓝斑的TH免疫反应阳性神经元数目明显少于对照组,分别减少了29.1%和36.4%,(P<0.01);TH免疫反应强度在黑质,尾壳核和蓝斑都有不同程度的降低,其中蓝斑最不明显,黑质处降低了32.8%(P<0.05),以尾壳核处最为明显,降低达到了44.4%(P<0.01)。
2.流式细胞术结果:
流式细胞学技术检测观察TH在黑质和蓝斑的表达,DAT在黑质的表达,实验组和对照组相比都有不同程度的降低。TH在黑质和蓝斑的免疫反应表达降低,在黑质实验组和对照组相比降低了28.3%,在蓝斑尽管统计学分析没有明显的差异(P>0.05),但均普遍存在降低的趋势,这与小鼠对OTA反应存在着明显的个体差异有关。DAT在黑质的表达,实验组和对照组相比则有明显的降低,降低达到43.5%(P<0.01)。
结论:本研究证实OTA具有明显的急性神经毒性,能导致小鼠脑内DA能神经元损伤,OTA处理降低小鼠黑质和尾壳核DAT和TH的表达,这可能与OTA的中枢神经毒性机制有关。